瓦里安高能加速器机房(XIN2)超厚墙板施工方案

1、湖北省中山医院住院医技楼瓦里安高能加速器机房超厚墙板施工方案编制人：审核人：批准人：编制单位：湖北中浩建筑有限责任公司编制日期： 二零零八年七月湖北省中山医院住院医技楼地下室瓦里安高能加速器机房超厚墙板施工方案一、工程概况湖北省中山医院瓦里安高能加速器机房设在住院医技楼地下室,为封闭式超厚墙板普通钢筋混凝土结构，混凝土墙厚8502500mm，绝大部分墙体厚度为1200mm，顶板厚为1000mm、1200mm、2500mm,墙板砼总体积1100m3，其中剪力墙占600 m3，顶板占500 m3，基础为锚杆静压桩基础，因前期工程设计原因，此部分桩基尚未施工完毕。本工程既有大体积混凝土的性质，又具有

2、竖向连续墙板式结构的约束条件，混凝土施工的主要技术难题是：防止1200mm厚周长138m普通混凝土墙体产生裂缝，从而达到防止辐射的目的。二、目前施工状况及施工会遇到的几个技术难题（1）施工状况：因桩基在土方开挖前未能，实际改为底板浇筑后再采用锚杆静压桩达到基础承载能力，此部分桩基设计要求在浇筑地下室底板混凝土时预留孔洞，待底板施工完毕后再进行桩基施工，预留孔洞由我公司施工具体做法如下：采用6厚400钢套管预埋，此机房基础设计共有142个锚杆静压桩，其中1200mm厚承台埋设40个，1000mm承台埋设102个，即须埋设40个1200mm长的套管、102个1000mm长的套管。施工方法：用经纬仪

3、和钢尺在固定架上部测套管中心，并用冲子刻点确定桩位；为避免混凝土浇注时侧压力对套管挤压造成位移，钢套管下部先采用4根M12膨胀螺栓固定在垫层面，再用12-14钢筋与钢套管焊接固定，然后用水泥砂浆将钢套管与垫层间缝隙封闭，基础钢筋绑扎后钢套管与基础钢筋网焊接牢固。在预埋后应对钢套管进行填砂处理，钢套管顶部用预制套管盖或厚塑料薄膜进行覆盖。预埋钢套管会导致基础主筋不能通长拉通，采用移动钢筋位或直接将该部分钢筋切断，所以在布置套管周围要对钢筋进行加强处理（另有设计变更）。（2）几个关键的技术难题：1、模板的加固问题（砼体积较大，自重较重）；2、砼内外温差的控制问题（是否考虑测量温度控制方法）；3、商

4、品混凝土站如何配制高性能混凝土的方法（配制低水化热、平缓升降温速率、微膨胀性混凝土的能力）。三、具体技术措施防辐射混凝土结构避免产生裂缝，从施工角度讲、主要有两个方面的技术措施：即满足满足抗裂需要的高性能混凝土材料与防止产生收缩裂缝与水化热裂缝的施工工艺措施。从结构应力学讲、要求剪力墙的两外侧钢筋采用直径小，间距密的钢筋，钢筋保护层合理。（1）混凝土的技术措施，本工程对配制高性能混凝土的技术目标是：在采用常规材料的条件下，以抗裂为重点，达到以下要求：具有低水化热及较平缓的升降温速率；具有低收缩性、匀质性与体积稳定性；满足C30强度与P6抗渗要求；满足施工工艺要求，即较好的可泵性能，初凝时间不小

5、于5小时，终凝时间不大于12小时，坍落度为16±2（cm）。针对本工程，经建设单位、项管、监理、新中环混凝土搅拌站及我方共同开会决定采用华新P.S、32.5水泥，内掺10%JM型混凝土防水剂，其他的外加剂如粉煤灰，FDN等由商混站自行进行调配，但必须满足以上各条要求，以保证混凝土浇筑成型质量。由于在夏季施工，要求商品混凝土站作好原材料砂、石的防晒降温工作，选用冷确后的砂、石。（2）施工技术措施：为避免冷缝的发生，整个混凝土浇筑一次成型，即顶板与墙板一次浇筑成型，不设施工缝。混凝土浇筑工艺，本工程混凝土工艺拟采用“水平分层、接槎复振，循环浇筑、退打合拢”的方法。施工时严格控制分层厚度0

6、.5m，每层混凝土量约为83m3利用一台汽车泵和一台地泵退打合拢，反复循环浇筑至顶板。水平分层浇筑必须采取复振措施，在循环浇筑上层混凝土前，对下层混凝土进行二次复振，以排除掺粉煤灰的混凝土因泌水产生的孔隙，提高密实性，并注意上下层混凝土的振实结合。混凝土振捣棒准备6台（另备用2台）。混凝土振捣时振动棒的操作要做到快插慢拔，在振捣过程中，应将振动棒上下略作抽动，以便上下振动均匀，每点振动应为20-30s。以砼表面呈水平，不显著下沉，不再出现气泡，表面泛浆为宜。分层振捣时，振动棒应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。浇筑时，每隔半小时，即采取在混凝土初凝时间内，对已浇筑的混凝土进行一次重复振捣，以

7、排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，增强密实度，提高抗裂性。保温模板与温差控制，墙体模板设计主要考虑两方面的作用，即厚墙新浇筑混凝土的侧压力作用与大体积混凝土保温养护要求。厚墙结构的大体积混凝土，内外墙壁为两个主要散热面，控制混凝土内外温差小于20（规范为25），模板设计体系为：模板受力构造：采用内外各自独立的整体支撑体系，将每个独立的房间看成一个独立空间，整个外部看成一个独立空间。因机房在地下室底板浇筑完成后还要浇筑350700mm厚的地坪，因此可考虑事先在地下室底板上将支模体系进行预埋（预埋）。施工工序为：绑扎底板钢筋时拉设墙体两个边线在支模

8、区域埋设钢板（用以焊接20槽钢）底板混凝土浇注墙体钢筋绑扎搭设竖向钢管脚手架（竖向600×300）剪力墙模板安装横向加固支撑顶板钢筋绑扎混凝土一次浇筑成型（顶板厚度有1000、1200、2500几种类型）四、支撑体系验算：（一）墙体支模体系验算墙模板设计模板:915×1830×18mm(宽长厚)九夹板；内楞:50×100×3000或4000木方,间距为150200mm；外楞:双排48×3.5mm焊接钢管,间距450mm，墙体两边加三道斜向支撑。16对拉止水螺栓：450×450mm。墙模板的施工工艺：根据墙厚、墙高配置墙模板，

9、模板上涂刷脱模隔离剂；立墙面模板钉竖向楞木方；按照450×450的间距打螺杆孔，穿16对拉螺杆；用48×3.5双钢管进行横向加固。墙模安装时应尽量使用整块板，截裁过的模板放置在上部。安装时，先检查弹好的墙边线是否符合图纸要求，根据边线立模，然后钉纵楞木方，纵楞木方的搭接头应错开，搭接长度为一排螺杆间距。螺杆孔要根据墙体实际情况，用墨线弹出方格网，在交点处用电钻钻出对拉螺杆孔，螺杆孔要平直，操作时应避开另一侧模的纵楞。穿好对拉螺杆，用两道横楞钢管夹住对拉螺杆，垫上钢板垫块，拧紧螺帽。墙体构造选择：采用16对拉螺杆，螺杆中间（墙中）套10×10×2mm（厚）

10、止水环，螺杆两端由传统的蝴蝶卡改为10mm厚钢板与钢管卡实，螺杆纵横向间距均为450mm。1、对拉螺栓计算 1.1 砼侧压力标准值 F1=0.22ct012V1/2 ，1外加剂影响修正系数，掺有缓凝作用外加剂时取1.2 ,2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度为110150mm时取1.15 砼浇筑速度。 V=2米/h 施工时， F1=0.22×25×10×1.2×1.15×21/2=107.34KN/m2 （当V=4米/h时 F1=151.8KN/m2） F2=c×H=25×4.5=112.5KN/m2 （H混凝土侧压力计算位

11、置至新浇筑混凝土顶的总高度取H=4.5m） F1 、F2二者取较小值，当V=2米/h时，取F1=107.34KN/m2；当V=4米/h时，取F2=112.5KN/m2 设计值，F=F2×分项系数×折减系数=112.5×1.2×0.85=114.75KN/m2，1.2 倾倒砼时产生的水平荷载2KN/m2 荷载设计值为2×1.4×0.85=2.40KN/m2。 1.3 荷载组合F'=114.75+2.4=117.15KN/m2。1.4 对拉螺栓的应力计算：采用16mm的对拉螺栓，纵横向间距均为450mm， 16mm：截面面积A=1

12、44mm，N=F'×横间距×纵间距 N=117.15×0.45×0.45=23.72KN =N/A=23720N/144mm2=164.72N/mm2<170N/mm2，符合要求（14、12螺杆在计算时不符合要求，不得在工程中使用）。（二）砼顶板模板支撑计算顶板支撑设计：模板支架搭设高度为4.1米,搭设尺寸为：立杆纵距 b=0.60米，立杆横距 l=0.30米，立杆的步距 h=1.10米。钢管类型为 48×3.5（相关数据：A=4.89×102(mm2) ，I=12.19×104(mm4)，抵抗弯矩W=508&

13、#215;103(mm3)，回转半径i=15.8mm,E=20.6）；2.5米厚区域采用219×6钢管，立杆的纵距 b=0.6米，立杆的横距 l=0.60米，立杆的步距 h=1.10米。（相关数据：A=4014.96mm2，I=22787400mm4、W=208104mm3、 i=75.3mm）顶板顶部横楞采用20槽钢,板厚处（2.5m厚处采用焊接）。间距为800×800。21、模板面板计算 ：面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 25.000×2.500×0.600+0.500×0.6

14、00=37.800kN/m，活荷载标准值 q2 = (2.000+2.500)×0.600=2.700kN/m ，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 60.00×1.80×1.80/6 = 32.40cm3； I = 60.00×1.80×1.80×1.80/12 = 29.16cm4； (1)抗弯强度计算 f = M / W < f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取

15、15.00N/mm2； M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值(kN/m);经计算得到 M = 0.100×(1.2×37.800+1.4×2.700)×0.200×0.200=0.197kN.m 。经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.197×1000×1000/32400=6.067N/mm2 ,面板的抗弯强度验算 f < f,满足要求! (2)抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh < T 其中最大剪力 Q=0.600×(1.2×37.800+1.4×2.700

16、)×0.200=5.897kN 截面抗剪强度计算值 T=3×5897.0/(2×600.000×18.000)=0.819N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 ，抗剪强度验算 T < T，满足要求! (3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250 ，面板最大挠度计算值 v = 0.677×37.800×2004/(100×6000×291600)=0.234mm，面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求! 22、纵向支撑钢管的计算 纵向钢管按

17、照均布荷载下连续梁计算，48×3.5截面力学参数为截面抵抗矩 W = 5.08cm3；219×6截面惯性矩 I = 12.19cm4；I=22787400mm4、W=208104mm3 2.2.1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.000×2.500×0.200=12.500kN/m； (2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12 = 0.500×0.200=0.100kN/m； (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)： 经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+2.000)&#

18、215;0.200=0.900kN/m ，静荷载 q1 = 1.2×12.500+1.2×0.100=15.120kN/m ，活荷载 q2 = 1.4×0.900=1.260kN/m 2.2.2.抗弯强度计算 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×16.38×0.30×0.30=0.147kN.m ； 最大剪力 Q=0.6×0.300×16.380=2.948kN； 最大支座力 N=1.1×0.300×16.380=5.405kN； 抗弯计算强度 f=0.147×106/5080.0

19、=29.02N/mm2； 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 2.2.3.挠度计算：三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.677×13.500+0.990×0.900)×300.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.029mm ，纵向钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求! 23、板底支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算 集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=5.41kN，经过连续梁的计算得到，最大弯矩302kN.m 最大变形 vmax=0.066

20、mm； 最大支座力 Qmax=9.329kN； 抗弯计算强度 f=0.302×106/5080.0=59.38N/mm2； 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求! 24、扣件抗滑移的计算 纵向或横向水平杆杆件的抗滑承载力按照下式计算：规范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=9.33kN；此时R Rc，单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,必须采用双扣件!当直角扣件的拧紧力矩达40-65N

21、.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN，本工程支撑体系中必须保证100%使用双扣件，在支撑过程中必须进行严格检查。25、模板支架荷载标准值(立杆轴力) ，作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 2.5.1.静荷载标准值包括以下内容： (1)脚手架的自重(kN)：NG1 = 0.149×3.400=0.506kN (2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.500×0.600×0.300=0.090kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.0

22、00×2.500×0.600×0.300=11.250kN ； 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 11.846kN。 2.5.2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.500+2.000)×0.600×0.300=0.810kN 2.5.3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 26、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：其中 N 立杆的轴心压力设计值 (kN)；N = 15.35 轴心受压立杆的稳定

23、系数,由长细比 l0/i 查表得到；i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 （ A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； l0 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算l0 = k1uh (1)l0 = (h+2a) 、(2) k1 计算长度附加系数，取值为1.155； u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.70 a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a =

24、 0.10m； 公式(1)的计算结果= 85.45N/mm2，立杆的稳定性计算< f,满足要求! 公式(2)的计算结果= 44.23N/mm2，立杆的稳定性计算< f,满足要求!混凝土温度验算:假若墙体周边没有任何散热和热损失条件，水化热全部转化成温升后的温度值，在墙体的断面覆盖一层麻袋作为保温层，则混凝土水化热绝热温升值为（混凝土在3-3.5d的水化热为峰值，则取3d砼温度）：计算参数：混凝土为C30 P6、矿渣硅酸盐水泥为P.S.32.5mc=319kg/m3（按每立方砼水泥按319kg考虑）、Q=461KJ/kg、c=0.91 KJ/kg.K、=2400kg/m3、混凝土浇筑温度按27考虑。混凝土温度计算：1、3d最大水化热绝热温升值Tmax= mc.Q/(c.)=319*461/（0.91×2400）=67.34。2、3d混凝土内部实际最高温度Tmax=TO+T（t）查表，得=0.573d水化热温升：T（3）=67.34×0.57=36.7混凝土内部最高温度为：T3=TO+T（3）=27+36.7=63.73、混凝土表面温度Tb(t)=Ta+（4/H2）h(H- h)T（t）混凝土断面采用麻袋保温养护，则传热系数=1/+1/a=1/0